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Página 1 de 24 La homeostasis es la condición de equilibrio del medio interno gracias a la interacción continua de los múltiples procesos de regulación corporal. La homeostasis es un proceso dinámico. El estado de equilibrio del cuerpo se puede modificar dentro de estrechos márgenes compatibles con la vida, en respuesta a condiciones cambiantes. Es decir que, la homeostasis es la tendencia a resistir cambios con el fin de mantener un ambiente interno estable y relativamente constante. Los líquidos corporales son soluciones acuosas diluidas que contienen sustancias químicas disueltas, que se encuentran tanto dentro de las células como a su alrededor. El líquido dentro de las células se denomina líquido intracelular (LIC) (intra- = dentro). El líquido fuera de las células del cuerpo es el líquido extracelular (LEC) (extra- = fuera). El LEC que rellena los estrechos espacios entre las células de los tejidos se conoce como líquido intersticial (inter- = entre). El LEC varía según las distintas partes del cuerpo en que se encuentra: se denomina al LEC dentro de los vasos sanguíneos. El funcionamiento adecuado de las células del cuerpo depende de la regulación precisa de la composición del líquido intersticial que las rodea. Debido a ello, el líquido intersticial suele ser denominado medio interno. La composición del líquido intersticial se modifica a medida que las sustancias se desplazan hacia el plasma y fuera de éste. Este intercambio de sustancias se produce a través de las delgadas paredes de los capilares sanguíneos, los vasos más pequeños del cuerpo. El movimiento bidireccional a través de las paredes de los capilares aporta los materiales necesarios, como glucosa, oxígeno, iones y otros, a las células de los tejidos. También elimina desechos, por ejemplo, dióxido de carbono, del líquido intersticial. Homeostasis y sistema nervioso Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 2 de 24 Entre el LIC y el LEC hay intercambio de sustancias, y la composición de ambos no es la misma. Dos barreras generales separan el LIC, el líquido intersticial y el plasma: 1. La membrana plasmática de cada célula separa el LIC del medio interno. Esta permite que algunas sustancias la atraviesen e impide el movimiento de otras. Así mismo, el transporte activo funciona manteniendo diferentes concentraciones de ciertos iones entre el citosol y el medio interno. 2. Paredes de vasos sanguíneos separan el medio interno del plasma. Solo en capilares (porque son los vasos sanguíneos más chicos), las paredes son delgadas y permeables, lo que permite el intercambio de agua y de solutos entre plasma y líquido intersticial. Concentración de los electrolitos en los líquidos corporales: La diferencia principal entre los dos líquidos intracelulares (plasma e intersticial) es que el plasma contiene numerosas proteínas anionicas, mientras que el líquido intersticial muy pocas. El contenido de electrolitos del LIC difiere considerablemente del contenido del LEC. En este último el catión más abundante es el Na+ y el anión más abundante es el Cl-. En el LIC el catión más abundante es el K+ y los aniones más abundantes son las proteínas y los fosfatos HPO4(2-). La bomba Na+/K+ ATPasa cumple un papel fundamental en el mantenimiento de la concentración elevada de K+ en el LIC y de Na+ en el LEC La homeostasis del cuerpo humano se ve continuamente alterada. Algunas de las alteraciones provienen del medio externo en forma de agresiones físicas o alteraciones en el medio interno. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 3 de 24 El cuerpo cuenta con muchos sistemas de regulación que permiten restablecer el equilibrio del medio interno. El Sistema nervioso regula la homeostasis enviando señales conocidas como potenciales de acción a los órganos que pueden contrarrestar las desviaciones del estado de equilibrio. El sistema endocrino comprende numerosas glándulas que secretan hacia la sangre moléculas mensajeras, denominadas hormonas. Sin embargo, ambos tipos de regulación actúan con un mismo objetivo, a menudo a través de sistemas de retroalimentación negativa. Un sistema de retroalimentación o circuito de retroalimentación es un ciclo de fenómenos en el cual el estado de una determinada condición corporal es supervisado, evaluado, modificado, vuelto a supervisar y a evaluar, y así sucesivamente. Cada variable supervisada, como la temperatura corporal, la presión arterial o el nivel de glucemia, se denomina condición controlada. Cualquier alteración que cause un cambio en una condición controlada se denomina estímulo. Un sistema de retroalimentación consiste en tres componentes básicos: un receptor, un centro de control y un efector. Un receptor es la estructura del cuerpo que detecta cambios de una condición controlada y envía información a un centro de control. Esta vía se denomina vía aferente (af- = hacia; -ferente = transportada), porque la información fluye hacia el centro de control. Habitualmente, la aferencia se produce en forma de impulsos nerviosos o señales químicas. Un centro de control del cuerpo –por ejemplo, el cerebro– establece el rango de valores dentro de los cuales se debe mantener una condición controlada (punto de regulación), evalúa las señales aferentes que recibe de los receptores y genera señales de salida cuando son necesarias. Por lo general, la señal de salida o eferencia se produce en forma de impulsos nerviosos, hormonas u otras señales químicas. Esta vía se denomina vía eferente (ef- = lejos de), porque la información se aleja del centro de control. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 4 de 24 Un efector es la estructura del cuerpo que recibe las señales eferentes del centro de control y provoca una respuesta o efecto que modifica la condición controlada. Casi todos los órganos o tejidos del cuerpo pueden funcionar como efectores. Sistemas de retroalimentación negativa: Proceso en el cual se detecta un cambio, y se actúan mecanismos que se opongan o disminuyan ese cambio Revierte un cambio de una condición controlada. Sistemas de retroalimentación positiva: Proceso por el que el cuerpo detecta un cambio y activa mecanismos que aceleran ese cambio Amplifica, agranda potencia el cambio. El sistema nervioso regula las actividades corporales respondiendo con rapidez mediante impulsos nerviosos; el sistema endocrino responde con la liberación de hormonas. Tejido altamente especializado, encargado de la generación, conducción y transmisión de impulsos nervioso. El sistema nervioso lleva a cabo un complejo conjunto de tareas. Proporciona señales que controlan los movimientos del cuerpo y regulan el funcionamiento de los órganos internos. Estas actividades diversas pueden ser agrupadas en 3 funciones básicas: sensitiva (aferente), integradora (de proceso) y motora (eferente). Puntos importantes La homeostasis suele usar ciclos de retroalimentación negativa que contrarrestan cambios en los valores blanco, conocidos como valores de referencia, de varias propiedades. En contraste con los ciclos de retroalimentación negativa, los ciclos de retroalimentación positiva amplifican los estímulos que los inician; en otras palabras, alejan al sistema de su estado inicial. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 5 de 24 Función sensitiva (via aferente): Los receptores sensitivos detectan los estímulos internos, como el aumento de la tensión arterial, y los externos. Esta información sensitiva es transportada luego hacia el encéfalo y la médula espinal a través de los nervios craneales y espinales. Las neuronas que tramiten la información sensorial al encéfalo o medula espinal se denominas: neuronas sensoriales o aferentes. Función integrador(de proceso): El sistema nervioso procesa la información sensitiva analizando y almacenando una parte de ella, y luego tomando decisiones para efectuar las respuestas adecuadas, actividad conocida como integración. Neuronas que cumplen función: interneuronas o neuronas de asociación(mayoría) Función motora (vía eferente): Una vez que la información sensorial ha sido integrada, el sistema nervioso puede generar una respuesta motora adecuada activando efectores (músculos y glándulas) a través de los nervios craneales y espinales. La estimulación de los efectores produce la contracción de un músculo o estimula una glándula para aumentar su secreción. Neuronas que cumplen función: neuronas motoras o eferentes, transmiten información del encéfalo y medula espinal a diversas estructuras corporales (efectores: ej. fibras musculares y células glandulares). (Sistema nervioso central) Formado por el encéfalo y la medula espinal. El encéfalo es la parte en la que se localiza el cráneo. La medula espinal está conectada con el encéfalo a través del foramen magno del hueso occipital y está rodeada por los huesos de la columna vertebral. Actúa como centro Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 6 de 24 de control y elaboración de respuestas frente a estímulos del medio externo e interno. El SNC procesa diversos tipos de información sensitiva aferente. Es también la fuente de los pensamientos, emociones y recuerdos. La mayoría de los impulsos nerviosos que estimulan a los músculos para que se contraigan y a las glándulas para que aumenten su secreción se originan en el SNC. (Sistema nervioso periférico) Está formado por todo el tejido nervioso que se encuentra fuera de la médula espinal. Los componentes del SNP incluyen nervios, ganglios, plexos entéricos y receptores sensoriales. Nervio: Es un haz de cientos de miles de axones (junto con el tejido conectivo y los vasos sanguíneos asociados) que se encuentran por fuera del encéfalo y la médula espinal. Doce pares de nervios craneales emergen del encéfalo y 31 pares de nervios espinales emergen de la médula espinal. Cada nervio sigue un camino definido e inerva una región específica del cuerpo. Ganglios: son pequeñas masas de tejido nervioso constituidas por los cuerpos celulares de las neuronas, localizados fuera del encéfalo y de la médula espinal (asociados a nervios craneales y medula espinal) Los plexos entéricos: son redes extensas de neuronas localizadas en las paredes de los órganos del tubo digestivo. (regulan el aparato digestivo) Receptor sensorial: Controla los cambios en el medio ambiente externo o interno. El SNP se divide en: Sistema nervioso somántico (SNS), sistema nervioso autónomo (SNA) y sistema nervioso entérico (SNE) EL Sistema Nervioso Somantico CONSISTE EN: 1) Neuronas sensitivas que transmiten la información desde los receptores somáticos de la cabeza, la pared corporal y los miembros y desde los receptores para los sentidos especiales hacia el SNC. 2) Neuronas motoras que conducen impulsos desde el SNC hacia los músculos esqueléticos solamente. Como estas respuestas motoras pueden ser controladas conscientemente, la acción de esta región del SNP es voluntaria. EL Sistema nervioso autónomo CONSISTE EN: 1) neuronas sensitivas que transportan la información proveniente de los receptores sensitivos autónomos (interoreceptores) localizados principalmente en los órganos viscerales (como en el estómago y vasos sanguíneos,los quimiorreceptores del CO2 y mecanoreceptores de la contracción) hacia el SNC. 2) neuronas motoras (eferentes) que conducen impulsos nerviosos (excitatorios/inhibitorios) desde el SNC hacia el músculo liso, músculo cardíaco y las glándulas. Ya que las respuestas motoras no están normalmente bajo control voluntario, el SNA es involuntario Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 7 de 24 La zona motora del SNA tiene 2 ramas: la división simpática y la división parasimpática. Con pocas excepciones, los efectores están inervados por ambas divisiones, y habitualmente éstas ejercen acciones opuestas. Generalmente, la división simpática ayuda a la ejecución de las acciones de emergencia, las llamadas respuestas de “lucha y huida”, y la división parasimpática tiene a su cargo las actividades de “reposo y digestión” EL Sistema Nervioso Entérico CONSISTE EN: Neuronas situadas en los plexos entéricos del tracto gastrointestinal, es el “cerebro visceral” involuntario. Aquí las neuronas sensitivas censan los cambios químicos y la distensión de las paredes el TGI. Las neuronas motoras coordinan la contracción del musculo liso del TGI lo que determina la progresión del alimento a lo largo de este, regulan las secreciones de los órganos digestivos y la actividad de las células endocrinas (secretoras de hormonas) del AD. Actúa muchas veces, hasta cierto punto, de forma independiente al SNA y SNC (pero se comunican con este por medio de neuronas simpáticas/parasimpáticas) El tejido nervioso tiene dos tipos de células: Las neuronas y las células de la neuroglia Neuroglia. La neuroglia representa alrededor de la mitad del volumen del SNC. Sostiene, nutre y protege a las neuronas; además, mantiene el líquido intersticial que las baña. No generan ni conducen impulsos nerviosos y al contrario de las neuronas, las células de la neuroglia se siguen dividiendo durante toda la vida. En caso de lesión o enfermedad, la neuroglia se multiplica para rellenar los espacios que anteriormente ocupaban las neuronas. Sistema nervioso Central Encefalo Medula espinal Periferico Somantico Autonomo Parasimpatico Simpatico Enterico Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 8 de 24 SISTEMA NERVIOSO CENTRAL: Astrocitos: Son células largas, numerosas con muchas prolongaciones celulares y con forma de estrella. 1Brindan sostén a las neuronas.2Las proyecciones de los astrocitos que envuelven los capilares sanguíneos aíslan las neuronas del SNC de diferentes sustancias potencialmente nocivas de la sangre, mediante la secreción de compuestos químicos que mantienen las características exclusivas de permeabilidad que tienen las células endoteliales de los capilares. En efecto, las células endoteliales forman la barrera hematoencefálica, que restringe el paso de sustancias entre la sangre y el líquido intersticial del SNC. 3Ayudan a mantener un ambiente químico propicio para la generación de potenciales de acción neuronales (ej. regulan [K+]); ayudan a formar la barrera hematoencefálica; aportan nutrientes a las neuronas; capturan el exceso de neurotransmisores). Oligodendrocitos: Responsables de la formación y mantenimiento de la vaina de mielina en el SNC que rodea a varios axones adyacentes de neuronas. Un oligodendrocito mieliniza varios axones. Microglía: Células pequeñas con función fagocítica, eliminan detritos celulares, fagocitan microorganismos y tejido nervioso dañado. Ependimocitos: revisten los ventrículos cerebrales y el conducto central de la médula espinal, producen el líquido cefalorraquídeo y participan en su circulación. También forman parte de la berrera hematoencefálica. SISTEMA NERVIOSO PERIFERICO: Rodea por completo los axones y los cuerpos celulares. Células de Schwann: Estas células rodean los axones del SNP. Como los oligodendrocitos, forman la vaina de mielina que envuelve los axones. Sin embargo, Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 9 de 24 cada célula de Schwann mieliniza un único axón. Una sola célula de Schwann también puede rodear 20 o más axones amielínicos (axones que carecen de la vaina de mielina). Las células de Schwann participan en la regeneración axónica, que se alcanza con más facilidad en el SNP. Células satélites:Estas células aplanadas rodean los cuerpos celulares de las neuronas de los ganglios del SNP. Además de dar soporte estructural, también regulan los intercambios de sustancias entre los cuerpos de las neuronas y el líquido intersticial. : Se dice que están mielinizados los axones que tienen una vaina de mielina, constituida por múltiples capas de lípidos y proteínas. Esta vaina actúa como aislante eléctrico del axón de una neurona y aumenta la velocidad de conducción de los impulsos nerviosos. Los axones que carecen de esa cubierta se denominan amielínicos. Dos tipos de células que producen vainas de mielina. Células de Schwann (SNP) y oligodendrocitos (SNC). Las células de Schwann comienzan a formar las vainas de mielina alrededor de los axones, durante el desarrollo fetal. Cada célula de Schwann se envuelve varias veces alrededor de un axón. Finalmente, múltiples capas de membranas plasmáticas gliales rodean el axón, y el citoplasma y el núcleo de las células de Schwann forman parte de la capa más externa. La porción más interna, constituida hasta por 100 capas superpuestas de la membrana plasmática de las células de Schwann, forma la vaina de mielina. La capa citoplasmática nucleada externa de la célula de Schwann, que encierra la vaina de mielina, es el neurolema (vaina de Schwann), este se encuentra solamente alrededor de los axones en el SNP. A lo largo de todo el axón se encuentran, a intervalos regulares, interrupciones de la vaina de mielina denominados nodos de Ranvier. Un oligodendrocito mieliniza diferentes segmentos de varios axones. Cada oligodendrocito emite alrededor de 15 prolongaciones extensas y aplanadas que se enrollan alrededor de los axones y forman la vaina de mielina. Sin embargo, no hay neurolema porque el cuerpo celular y el núcleo del oligodendrocito no envuelven el axón. Por otra parte, los nodos de Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 10 de 24 Ranvier son menos numerosos. Y los axones del SNC tienen poca capacidad para regenerarse después de una lesión. Neuronas. Forman las redes de procesamiento complejo dentro del encéfalo y la médula espinal y conectan todas las regiones del cuerpo con el encéfalo y la médula espinal. Realizan la mayoría de las funciones propias del sistema nervioso, como la sensación, el pensamiento, el recuerdo, el control de la actividad muscular y la regulación de las secreciones glandulares. Excitabilidad eléctrica: Capacidad para responder a un estímulo y convertirlo en un potencial de acción. Estimulo: Cualquier cambio en el medio que sea lo suficientemente importante para iniciar un potencial de acción. Potencial de acción (impulso nervioso): Es una señal eléctrica que viaja a lo largo de la superficie de la membrana plasmática de una neurona. Se inicia y se desplaza por movimiento de iones entre el líquido intersticial y el interior de la neurona a través de canales iónicos específicos en su membrana plasmática. Una vez que ha comenzado, un impulso nervioso se desplaza rápidamente y con una amplitud constante. PARTES DE UNA NEURONA: Casi todas las neuronas tienen 3 partes constitutivas: Cuerpo celular, dendritas y axon. Cuerpo celular -pericarion o soma-: Contiene el núcleo rodeado por el citoplasma, en este se hallan orgánulos como los lisosomas, mitocondrias y complejo de Golgi. También contienen ribosomas libres y condensaciones del RER, denominados cuerpo de Nissl Las proteínas recién sintetizadas que se forman en los cuerpos de Nissl sirven para remplazar diversos componentes celulares utilizados en el crecimiento de las neuronas y en la regeneración de los axones dañados en el SNP. En el citoesqueleto se encuentran neurofibrillas (haces de filamentos intermedios) que le dan forma y soporte a la célula, microtúbulos que participan en el movimiento de materiales entre el cuerpo celular y el axón. FIBRA NERVIOSA: son aquellas prolongaciones que emergen del cuerpo de una neurona (axón y múltiples dendritas). Dendritas: Conforman la porción receptora o de entrada de una neurona. Las membranas plasmáticas de las dendritas (y los cuerpos celulares) contienen numerosos sitios receptores para la fijación de mensajeros químicos provenientes de otras células. Las dendritas habitualmente son cortas, aguzadas y presentan múltiples ramificaciones. En muchas neuronas, las dendritas adoptan una disposición arborescente de ramificaciones que se extienden desde el cuerpo celular. Su citoplasma contiene cuerpos de Nissl, mitocondrias y otros orgánulos. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 11 de 24 Axón: Propaga impulsos nerviosos hacia otra neurona, fibra muscular o célula glandular. Es una proyección cilíndrica larga y fina, generalmente Se une con el soma mediante el cono axonico, continúa por el segmento inicial, los dos juntos forman la zona gatillo que es donde generalmente se origina el impulso nervioso. Un axón contiene mitocondrias, microtúbulos, neurofibrillas. Su citoplasma se denomina axoplasma y su membrana axolema. El axón termina en una serie de prolongaciones llamadas terminal axónica que es el lugar donde se lleva a cabo la sinapsis. Los axones pueden ser mielínicos o amielínicos. El lugar de la comunicación entre dos neuronas o entre una neurona y una célula efectora es la sinapsis. Los extremos de algunos terminales axónicos se ensanchan para formar estructuras llamadas bulbos sinápticos terminales; otros muestran una cadena de porciones ensanchadas que reciben el nombre de varicosidades. Ambas contienen gran número de vesículas sinápticas, que almacenan una sustancia química denominada neurotransmisores una molécula liberada desde una vesícula sináptica que excita o inhibe otra neurona, una fibra muscular o una célula glandular. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 12 de 24 Debido a que diferentes sustancias sintetizadas/recicladas en el cuerpo neuronal son necesarias en el axón y sus terminales, se conduce estos materiales mediante dos clases de transporte: Transporte axonico lento: Transporta axoplasma en una direcciónDesde el cuerpo celular hacia los axones terminales. Este transporte suministra de axoplasma nuevo a los axones en desarrollo/regeneración y los repone en los axones en crecimiento o en los ya maduro. Transporte axonico rápido: Utiliza proteínas como “motores” que movilizan las sustancias en ambas direcciones a lo largo de la superficie de los microtúbulos. Puede movilizar orgánulos y materiales que forman las membranas del axolema, los botones sinápticos y las vesículas sinápticas (que tienen neurotransmisores). CLASIFICACIÓN DE LAS NEURONAS Clasificación estructural: 1. Las neuronas multipolares tienen generalmente varias dendritas y un axón. La mayoría de las neuronas situadas en el encéfalo y en la médula espinal son de este tipo, como todas las neuronas motoras. 2. Las neuronas bipolares tienen una dendrita principal y un axón. Se encuentran en la retina del ojo, en el oído interno y en el área olfatoria del encéfalo. 3. Las neuronas unipolares tienen dendritas y un axón que se fusionan para formar una prolongación continua que emerge del cuerpo celular. Las dendritas de la mayoría de las neuronas unipolares funcionan como receptores sensoriales que detectan un estímulo sensitivo como tacto, presión, dolor o estímulos térmicos. La zona gatillo de los impulsos nerviosos en una célula unipolar se halla en la unión entre las dendritas y el axón. Los impulsos se dirigen luego hacia los bulbos terminales sinápticos. Los cuerpos celulares de la mayoría de las neuronas unipolares están localizados en los ganglios de los nervios craneales y espinales. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 13 de 24 Clasificación funcional: 1. Las neuronas sensitivas o aferentes (af-, hacia; y-ferrente, transportado) contienen receptores sensitivos en sus extremos distales (dendritas) o se localizan inmediatamente después de los receptores sensitivos, que son células separadas. Una vez que un estímulo adecuado activa un receptor sensitivo, la neurona sensitiva produce un potencial de acción en su axón y éste es transmitido en el SNC, a través de los nervios craneales o espinales. La mayoría de las neuronas sensitivas tienen una estructura unipolar. 2. Las neuronas motoras o eferentes (ef-, lejos de) transmiten los potenciales de acción lejos del SNC hacia los efectores (músculos y glándulas) en la periferia (SNP), a través de los nervios craneales y espinales. Las neuronas motoras tienen una estructura multipolar. 3. Las interneuronas o neuronas de asociación se localizan fundamentalmente dentro del SNC, entre las neuronas sensitivas y motoras. Las interneuronas integran (procesan) la información sensitiva entrante proveniente de las neuronas sensitivas y luego producen una respuesta motora, al activar las neuronas motoras adecuadas. La mayoría de las interneuronas tienen una estructura multipolar. Las neuronas son eléctricamente excitables. Se comunican entre sí mediante dos tipos de señales eléctricas: Potenciales graduados: Utilizados solo para las comunicaciones a corta distancia. Potenciales de acción: Permiten la comunicación con lugares cercanos y lejanos, dentro del cuerpo. La generación de potenciales graduados y de potenciales de acción depende de dos características fundamentales de la membrana plasmática de las células excitables: la existencia de un potencial de membrana de reposo y la presencia de tipos específicos de canales iónicos. La membrana plasmática de las células excitables presenta un potencial de membrana diferencia de potencial eléctrico (voltaje) a través de esa membrana. En las celulas excitables, este voltaje se denomina potencial de membrana en reposo. En las células vivas, el flujo de iones constituye las corrientes eléctricas. ¿Cómo se producen los potenciales graduados y de acción? Se producen porque la membrana de las neuronas contiene muchos tipos de diferentes canales iónicos que se abren y se cierran, en respuesta a estímulos específicos. Como la bicapa lipidica de la membrana plasmática es un buen aislante eléctrico, las vías principales que utilizan el flujo iónico para pasar a través de la membrana son los canales iónicos Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 14 de 24 Canales iónicos Cuando los canales iónicos están abiertos permiten el paso de iones específicos a través de la membrana, los cuales siguen su gradiente electroquímicoDiferencia en la concentración de sustancias químicas sumada a la diferencia de cargas eléctricas. Los iones se mueven desde áreas en las que se encuentran en mayor concentración hacia regiones en las que se hallan en menos concentración. Los cationes con carga positiva se desplazan hacia zonas con cargas negativas, y los aniones con carga negativa se dirigen hacia las cargas positivas. Los canales iónicos se abren y cierran por “compuerta” (parte de la proteína del canal que puede cerrar el poro o hacerse a un lado para abrirlo). Las señales dependen de cuatro tipos de canales: Canales pasivos: Sus compuertas alternan al azar entre posición abierta y cerrada. Las membranas tienen muchos más canales pasivos para el ion potasio (K+) que para el ion sodio (Na+). Los canales de K+ son más permeables que los de Na+. Estos canales se encuentran en casi todas las células, que incluyen las dendritas, los cuerpos celulares y los axones de todos los tipos de neurona. Canales dependientes de ligandos: Se abren y se cierran en respuesta a estímulos ligados (químicos) específicos neurotransmisores, hormonas y algunos iones en particular. Ej: Acetilcolina, abre canales catiónicos que permiten la difusión hacia el interior de la celula de iones Na+ y Ca2+ y la difusión hacia afuera de K+. Este canal se localiza en las dendritas de algunas neuronas sensitivas. Canales accionados mecánicamente: Se abren o se cierran luego de una estimulación mecánica, que puede tomar la forma de una vibración, el tacto, la presión o el estiramiento de un tejido. La fuerza ejercida distorsiona la posición de reposo del canal y abre su compuerta. Ej: Receptores auditivos del oído, receptores para el tacto. Canales dependientes de voltaje: Se abren en respuesta a un cambio en el potencial de membrana (voltaje. Estos canales participan en la generación y conducción de potenciales de acción, en los axones de todos los tipos de neuronas. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 15 de 24 Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 16 de 24 Potencial de membrana en reposo Es la consecuencia de la pequeña acumulación de iones negativos en el citosol a lo largo de la superficie interna de la membrana y de la acumulación semejante de iones positivos en el líquido extracelular, a lo largo de la superficie externa de la membrana. Esta separación de cargas eléctricas (+ y -) es una forma de energía potencial (voltios o milivoltios) Mayor sea la diferencia de cargas a través de la membrana, mayor será el potencial de membrana. Se dice que una célula que tiene un potencial de membrana esta polarizada (La mayoría de las células del cuerpo están polarizadas). Este potencial se origina a partir de tres factores: Distribución desigual de diversos iones en el líquido extracelular y en el citosol: El LEC es rico en Na+ y Cl- y el catión principal del citosol es el K+, y aniones como fosfatos en ATP y aminoácidos en proteínas. Dado que la membrana plasmática tiene más canales pasivos al K+ que canales pasivos al Na+ , la cantidad de iones K+ que abandona la célula es mayor que la cantidad de iones Na+ que entra en ella. A medida que más iones K+ abandonan la célula, el interior de la membrana se torna cada vez más negativo y el exterior de la membrana cada vez más positivo. Incapacidad de la mayoría de los aniones para abandonar la célula: La incapacidad de la mayoría de los aniones para abandonar la célula también contribuye a la negatividad del potencial de membrana de reposo. Estos aniones atrapados no pueden seguir al K+ fuera de la célula porque están unidos a moléculas no difusibles, como ATP y proteínas grandes Naturaleza electrogénica de las ATPasas Na+/K+: La actividad de las ATPasas Na+ /K+ es otro factor que contribuye al potencial de membrana de reposo. La ATPasa Na+ /K+ expulsa 3 iones N+ por cada 2 iones K+ importados. Dado que la ATPasa Na+ K+ extrae más cargas positivas de la célula que las que lleva a su interior, es electrogénica y ayuda a establecer el potencial de membrana de reposo con el interior negativo. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 17 de 24 En las neuronas y su líquido circundante, los iones más abundantes son: Iones con carga positiva (cationes): sodio (Na+) y potasio (K+) Iones con carga negativa (aniones): cloruro (Cl-) y aniones orgánicos Potencial graduados Pequeña desviación del potencial de membrana que hace que esta se halle más polarizada (interior más -) o bien menos polarizada (interior menos -). Cuando la respuesta polariza aún más la membrana, se denomina potencial graduado hiperpolarizante. Cuando la respuesta torna a la membrana menos polarizada, se denomina potencial graduado despolarizante. Se produce cuando un estímulo hace que los canales activados (mecánicamente o dependiente de ligando) se abran o cierren. Se produce fundamentalmente en las dendritas y en el cuerpo celular de una neurona. Decir que las señales eléctricas están graduadas es decir que varían en amplitud de acuerdo con la intensidad del estímulo. Cuando se abren o cierran los canales iónicos,se altera el flujo de iones por la membrana y produce un flujo de corriente localizado; esto significa que se propaga hacia regiones adyacentes a lo largo de la membrana en cualquier dirección, y luego desaparece gradualmente a medida que se pierden las cargas a través de la membrana. Este modo de viajar (donde el potencial graduado desaparece a medida que se propaga en la membrana) se llama conducción decremental. Como desaparecen a los pocos milímetros de su punto de origen, los potenciales graduados son útiles para comunicación a corta distancia. Sumación es el proceso donde se suman los potenciales graduados, produciendo uno más fuerte y que dura más. Cuando se suman dos potenciales graduados opuestos (despolarizante e hiperpolarizante) se cancelan entre sí. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 18 de 24 Potencial de acción Un PA o impulso nervioso consiste en una secuencia de procesos que se suceden con rapidez y disminuyen o revierten el potencial de membrana y, que finalmente, lo restablecen al estado de reposo. Este potencial tiene dos fases: Fase despolarizante: El potencial de membrana negativo se vuelve menos negativo, llega a cero y se vuelve postivo. Fase de repolarización: El potencial de membrana retorna a su estado de reposo de -70Mv. Despues de esta fase puede haber una fase de poshiperpolarizacion: El potencial de membrana se torta transitoriamente más negativa que el nivel de reposo. Durante el potencial de acción, se abren y se cierran dos tipos de canales dependientes del voltaje: Están presentes en la membrana plasmática (axón) y axones terminales. En el primer canal se produce la fase de despolarización -se abren canales de NA+, ingresa Na+ rápidamente-; luego se produce la fase de repolarización -se abren canales de K+ y permiten el flujo hacia afuera del K+-; La fase de poshiperpolarización se produce cuando los canales de K+ dependiente del voltaje se mantienen abiertos, una vez terminada la fase de repolarización. Un PA se produce en la membrana del axón de una neurona cuando la despolarización alcanza cierto nivel denominado umbral (aprox. -55Mv). Si el estímulo es subumbral (no llega a los -55mV) el potencial no ocurre. Esto es una característica que se llama principio del todo o nada, que muestra que si el primer estímulo es lo suficientemente grande para llegar al umbral se producirá un potencial de acción, y si no, no se produce para nada. FASES DE POTENCIALES DE ACCION. Fase de despolarización: si un estímulo despolariza la membrana hasta el umbral, se desencadena la fase de despolarización que consiste en la apertura de canales dependiente de voltaje de Na+ y este ion ingresa a la célula, permitiendo que el potencial de membrana llegue a los +30mV dando lugar a un gradiente más electropositivo adentro de la membrana que afuera. Los canales de Na+ dependientes de voltaje tienen dos compuertas: una de activación, cerrada en el reposo, y otra de inactivación, abierta en el reposo. Cuando se llega al umbral la de activación se abre y permanecen las dos abiertas permitiendo la entrada de grandes cantidades de sodio. Fase de repolarización: enseguida de que se abren las compuertas de activación de Na+, las de inactivación se cierran y provocando que este canal dependiente de voltaje este inactivado. A la vez, los canales de K+ dependientes de voltaje (que son más lentos) se abren y permiten la salida de K+. De este modo la membrana vuelve, de a poco, al reposo de -70mV. Fase de hiperpolarizacion: cuando los canales de K+ dependientes de voltaje permanecen abiertos luego de la repolarización, el egreso de K+ puede ser tan grande que causa que la membrana se polarice aún más y su electronegatividad sea Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 19 de 24 más grande. A medida que los canales de K+ se cierran el potencial se reestablece a los -70Mv PERIODO REFRACTORIO Es el tiempo luego del inicio de un PA durante el cual una célula excitable no puede generar otro potencial de acción. En el periodo refractorio absoluto no se puede iniciar un segundo PA, o coincide con el periodo de activación e inactivación de los canales de Na+ dependientes de voltaje. Para volver a abrirse primero deben llegar a su estado de reposo. El periodo refractario relativo solo un estímulo más potente de lo normal puede iniciar un segundo potencial de acción, y coincide con el periodo en el que los canales de K+ están abiertos pero los de Na+ inactivos. Un potencial de acción mantiene su intensidad a medida que se propaga por la membrana. Este se regenera una y otra vez en regiones adyacentes de la membrana desde la zona gatillo hasta las terminales axónicas. Además, el potencial sólo se puede propagar en ese sentido, no al revés. Es por esto que cumplen la función de comunicación a largas distancias. Existen dos tipos de propagación: Conducción continua: Involucra despolarización y repolarización paso por paso de cada segmento adyacente de la membrana plasmática. Los iones fluyen a través de los canales dependientes del voltaje de cada segmento adyacente de la membrana Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 20 de 24 plasmática. Este potencial se propaga por una distancia corta durante muy poco tiempo, y ocurre en las fibras musculares y en los axones amielínicos. Conducción saltatoria: Tiene lugar en axones mielínicos, y se produce por la distribución desigual de canales dependientes del voltaje. Es más rápida. Tiene agrupaciones de canales en los nodos de Ranvier (donde está la mayor cantidad de canales de sodio potasio), ya que no tienen mielina, y por eso van saltando, más rápido. El flujo de corriente a través de la membrana que se produce sólo en los nodos de Ranvier tiene dos consecuencias: 1. El impulso “salta” de un nodo al otro a medida que cada área del nodo se despolariza al alcanzar el umbral. Como un potencial de acción salta a lo largo de los extensos segmentos de axolema rodeados de mielina, a medida que la corriente fluye de un nodo al siguiente, se desplaza a mayor velocidad que en un axón amielínico del mismo diámetro. 2. La apertura de un número menor de canales y sólo a nivel de los nodos, representa un modo de conducción más eficiente en cuanto al gasto de energía. Hay un ingreso mínimo de Na+ y una salida también mínima de K. Se consume menos ATP en las bombas de sodio y potasio para mantener la baja concentración intracelular de Na+ y la baja concentración extracelular de K+. Entonces, los factores que afectan la velocidad de propagación son: • Grado de mielinización • Diámetro del axón (mayor diámetro, mayor velocidad); • Temperatura (más frío, más lento). Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 21 de 24 Sinapsis: Región en la que se produce la comunicación entre dos neuronas o entre una neurona y una célula efectora (célula muscular o glandular). Neurona presinaptica: Célula nerviosa que transporta el impulso nervioso hacia la sinapsis. Célula postsinaptica: Es la célula que recibe la señal. Puede ser una célula llamada neurona postsinaptica que transmite un impulso nervioso lejos de la sinapsis o una célula efectora que responde al impulso en la sinapsis. Las sinapsis son esenciales para la homeostasis, ya que permiten que la información pueda ser filtrada e integrada La mayoría de las sinapsis pueden clasificarse en: axodendríticas (entre un axón y una dendrita) axosomáticas (entre un axón y el cuerpo celular o soma) axoaxónicas (entre axones) Además, las sinapsis pueden ser eléctricas o químicas y difieren tanto estructural como funcionalmente. Sinapsis eléctrica Los potenciales de acción (impulsos) se transmiten directamente entre las membranas plasmáticas de células adyacentes, a través de estructuras llamadas uniones comunicanteso en hendidura (permite que la corriente —los iones— fluyan directamente de una célula a otra). A medida que los iones fluyen de una membrana a otra a través de la unión, el potencial de acción se propaga de célula a célula. Son comunes en el músculo liso visceral y en el músculo cardíaco. BENEFICIOS: CARACTERÍSTICAS POTENCIALES GRADUADOS POTENCIALES DE ACCION ORIGEN Dendritas y cuerpo celular Zona gatillo y se propagan a lo largo del axón TIPOS DE CANALES Canales dependientes de ligandos o accionados mecanicamente Canales de Na+ y K+ dependientes de voltajes CONDUCCIÓN Decrementales (no se propagan); comunicación a corta distancia Son propagadas; comunicación a larga distancia. AMPLITUD (TAMAÑO) Depende de la intensidad del estimulo, y varia entre menos de 1 mV y mas de 50 mV. Del tipo todo o nada; alrededor de 100 mV. DURACIÓN Mas prolongada Menor duracion POLARIDAD Hiperpolarizantes o despolarizantes Fase despolarizantes seguida por fase repolarizante y el retorno al potencial de membrana de reposo PERIODO REFRACTARIO No está presente (pueden producirse sumas) Presente (no hay suma de impulsos) Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 22 de 24 Comunicación más rápida: Como los potenciales de acción se transmiten directamente a través de las uniones en hendidura, las sinapsis eléctricas son rápidas. En esta sinapsis el potencial de acción pasa directamente de la célula presináptica a la célula postsináptica. Sincronización: permiten la actividad sincronizada de grupos de células. En muchos casos, pueden llevar corriente en ambas direcciones, de forma que la despolarización de la neurona postsináptica producirá la despolarización de la neurona presináptica. Sinapsis química. A pesar de la cercanía entre las membranas plasmáticas de las neuronas presinápticas y postsinápticas en una sinapsis química, ambas no se tocan. Están separadas por la hendidura sináptica (espacio lleno de líquido intersticial). Los impulsos nerviosos no pueden pasar esta hendidura, por lo que se produce una comunicación alternativa: en respuesta a un impulso nervioso, la neurona presináptica libera un neurotransmisor que se difunde en el líquido de la hendidura sináptica y se une a receptores específicos de la membrana plasmática de la neurona postsináptica. Al recibir la señal química, produce un potencial postsináptico, un tipo de potencial graduado. De esta forma, la neurona presináptica convierte una señal eléctrica en una química. La neurona postsináptica recibe esta señal química, y en respuesta genera una señal eléctrica. El retardo sináptico es lo que hace que se transmitan las señales más lento que en las sinapsis eléctricas. La transmisión se produce en los siguientes pasos: Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 23 de 24 1. Un impulso nervioso llega al bulbo terminal sináptico de un axón presináptico. 2. Fase despolarizante: se abren los canales de Ca2+ dependientes del voltaje que están en la membrana de los bulbos sinápticos. El Ca2+ fluye al interior de la célula. 3. El aumento de la concentración de Ca2+ desencadena la exocitosis de las vesículas sinápticas. Estas se fusionan con la membrana, y las moléculas del neurotransmisor de adentro se liberan a la hendidura sináptica. 4. Las moléculas del neurotransmisor se unen a los receptores de los neurotransmisores que están en la neurona postsináptica. 5. La unión de las moléculas del neurotransmisor con sus receptores en los canales dependientes de ligando provoca su apertura y permite el flujo de ciertos iones a través de la membrana (sobre todo sodio, provocando un potencial graduado, que tiene determinada magnitud para que se llegue al umbral y ahí se dispara el potencial de acción) 6. Los iones fluyen y cambia el voltaje de la membrana constituyendo un potencial postsináptico. Este puede ser despolarizante (excitación) o hiperpolarizante (inhibición). 7. Cuando el potencial postsináptico despolarizante alcanza el umbral, se desencadena un potencial de acción en el axón de la neurona postsináptica. En la mayoría de las sinapsis químicas, la transferencia de información es unidireccional, desde una neurona presináptica hacia una neurona postsináptica o hacia un efector, como una fibra muscular o una célula glandular. En una sinapsis química, un potencial de acción provoca que la neurona presináptica libere neurotransmisores. Estas moléculas se unen a receptores en la célula postsináptica y modifican la probabilidad de que esta dispare un potencial de acción. TERMINACION DE LA SEÑAL La terminación de la señal es importante para la eficacia de la sinapsis. Esta permite a la celula postsinaptica regresar a su potencial de reposo normal, lista para recibir nuevas señales. Para poder terminar la señal, el espacio sináptico debe limpiarse del neurotransmisor. Para lograr esto: El neurotransmisor puede ser degradado por una enzima, la neurona presináptica lo puede reabsorber, o simplemente puede difundirse hacia otro lado. En algunos casos, las células gliales cercanas también pueden "limpiar" el neurotransmisor. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM Página 24 de 24 Un neurotransmisor es una biomolecula sintetizada generalmente por las neuronas, que se vierte, a partir de vesículas existentes en las neuronas presinaptica, hacia la brecha sináptica y produce un cambio en el potencial de accion de la neurona postsinaptica. En general, algunos neurotransmisores se consideran "excitatorios", al aumentar la propensión de que una neurona dispare un potencial de acción. Otros suelen considerarse "inhibitorios", al disminuir la propensión de que una neurona blanco dispare un potencial de acción. La acetilcolina Es un neurotransmisor clave en las uniones neuromusculares (donde se conectan los nervios a los músculos), así como en algunas otras sinapsis.Liberada por muchas neuronas en el SNP y algunas en el SNC. Se comporta como un neurotransmisor excitatorio en ciertas sinapsis como en la placa neuromuscular de manera directa mediante la apertura de canales iónicos regulados por ligandos. Tambien puede ser un neurotransmisor inhibitoria su efecto sobre los canales iónicos es ejercido indirectamente a través de receptores unidos a proteínas G (transductores de señales que llevan información desde el receptor hasta una o más proteínas efectoras). La noradrenalina (NA) cumple una función importante en el despertar (después de un sueño profundo), en la actividad onírica y en la regulación del estado de ánimo. Un número menor de neuronas encefálicas utiliza adrenalina como neurotransmisor. Tanto la adrenalina como la noradrenalina actúan como hormonas. Las células de la médula suprarrenal, la porción interna de la glándula suprarrenal, las liberan en la sangre. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FILADD.COM